Часовой угол среднего экваториального солнца

Часовой угол среднего экваториального солнца

Среднее солнечное время

Среднее солнечное время — это время, которое определяется изменениями часового угла среднего экваториального Солнца — фиктивной точки, равномерно двигающейся по небесному экватору со средней скоростью движения истинного Солнца по эклиптике и совершающей полный оборот в течение года.

Основной единицей измерения среднего солнечного времени являются средние солнечные сутки, которые определяются как промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего Солнца на меридиане наблюдателя. За их начало обычно принимают момент нижней кульминации среднего Солнца, т.е. полночь.

Продолжительность средних солнечных суток всегда одинакова: 24 часа, т.е. на 3 мин. 55,009 сек. дольше звёздных суток. Данная разность вызвана тем, что из-за движения Земли за одни сутки Солнце, как ближайшая к нашей планете звезда, смещается на фоне остальных, «неподвижных» звёзд, и Земле нужно ещё довернуться, чтобы Солнце «пришло» на тот же самый меридиан. Вследствие этого средние солнечные сутки длиннее звёздных.

Также средние солнечные сутки в среднем на 8 сек. длиннее истинных солнечных суток.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила рекомендованную IX конгрессом МАС в 1955 г. длительность секунды как 1:31556925,9747 часть тропического года, каким он был на начало 1900 г. Такая секунда была названа эфемеридной или табличной. До 1956 г. значение секунды принималось равным 1:86400 части средних солнечных суток, определяемых по вращению Земли вокруг своей оси.

В России среднее солнечное или гражданское время стало использоваться в народном хозяйстве ещё в 1919 году. В 1925 году им стали пользоваться ив астрономии.

Для расчёта среднего солнечного времени необходимо знать градусы и минуты долготы того места, где вы находитесь.

Гражданское время во всех часовых поясах сдвинуто на целое число часов относительно местного среднего солнечного времени в Гринвиче, которое называют универсальным и обозначают GMT (Greenwich Mean Time).

Предположим, что универсальное время равно 9 часов утра. Тогда по гражданскому времени в Москве (часовой пояс GMT+3) будет полдень. Но за три часа солнце перемещается на 15° × 3 = 45°. Поэтому истинный солнечный полдень будет в это время на 45° восточной долготы (например, в Пензе), а не в Москве. Чтобы узнать среднее солнечное время в Москве, надо перевести долготу места (около 38°) в часовые единицы. Поэтому в 9 часов по Гринвичу среднее солнечное время в Москве будет 9:00 + 2:32 = 11:32. Таким образом можно высчитать среднее солнечное для любого населённого пункта.

Источник

Часовой угол среднего экваториального солнца

За основную единицу среднего солнечного времени приняты средние солнечные сутки.

Средним Солнцем называется воображаемая точка на небесной сфере, равномерно движущаяся по небесному экватору в том же направлении, в котором истинное Солнце движется по эклиптике, и совершающая полный оборот за то же время, что и истинное Солнце. За начало средних солнечных суток на данном меридиане (рис. 3.6) принят момент нижней кульминации среднего Солнца (средняя полночь). Промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего Солнца на одном и том же меридиане называется средними солнечными сутками. Продолжительность средних солнечных суток постоянна и равна средней продолжительности истинных солнечных суток за год. Время, протекшее от момента нижней кульминации среднего Солнца до любого другого его положения, выраженное в долях средних солнечных суток, называется средним солнечным временем t. Среднее солнечное время на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу среднего Солнца выраженному во времени и измененному на 12 ч, т. е. 12 ч.

Знак плюс берется в том случае, если часовой угол среднего Солнца, выраженный во времени, меньше 12 ч, а знак минус — если больше 12 ч.

Введение среднего Солнца устраняет непостоянство продолжительности солнечных суток и неравномерность истинного солнечного времени.

Продолжительность средних солнечных суток строго постоянна, и они вполне согласуются с движением истинного Солнца. В этом и состоит практическое значение среднего Солнца.

Рис. 3.6. Среднее солнечное время

Рис. 3. 7. Уравнение времени

Хотя между истинным и средним солнечным временем имеется некоторая разность, по она незначительная и поэтому человек не за мечает расхождения между средним солнечным временем и пола жением истинного Солнца над горизонтом.

Среднее солнечное время положено в основу измерения времена в повседневной жизни.

Источник

Среднее солнечное время

При создании более совершенной системы измерения времени по Солнцу, в астрономии было введено понятие фиктивной точки, которая равномерно движется по эклиптике со скоростью, равной средней скорости движения истинного Солнца, соответствующей средней скорости движения Земли. Эта фиктивная точка называется средним эклиптическим Солнцем.

Среднее эклиптическое Солнце равномерно движется по эклиптике со средней скоростью Солнца и совпадает с истинным Солнцем около
3 января и 4 июля [4].

Однако введение среднего эклиптического солнца не привело к постоянной единице времени, т. к. снимало только один фактор: неравномерность видимого движения Солнца по эклиптике.

Поэтому была введена вторая фиктивная точка, которая равномерно движется по экватору. Эта точка называется средним экваториальным Солнцем.

Среднее экваториальное Солнце равномерно движется по небесному экватору с постоянной скоростью среднего эклиптического Солнца и одновременно с ним проходит точку весеннего равноденствия [4].

Следовательно, среднее Солнце делает полный оборот по экватору за тот же период, за который совершает истинное Солнце полный оборот по эклиптике.

Так как среднее экваториальное Солнце движется по экватору равномерно, то часовые углы его, при условии, что влияние неравномерностей во вращательном движении Земли во внимание не принимается, возрастают тоже равномерно и, следовательно, оно пригодно для измерения времени.

Момент верхней кульминации среднего экваториального Солнца на меридиане данного пункта называется средним полднем, момент нижней – средней полночью. А средними сутками называется промежуток между последовательными средними полуночами.

Средние солнечные сутки также подразделяются на 24 средних часа, средний час содержит 60 средних минут, средняя минута 60 средних секунд.

Время, прошедшее от начала средних солнечных суток до любого другого момента называется средним солнечным временем и обозначается буквой m.

Среднее солнечное время отсчитывается от нижней кульминации среднего Солнца и определяется формулой

где t_ср. – часовой угол среднего экваториального Солнца.

Гринвичское среднее солнечное время называется всемирным или мировым временем и в Астрономическом Ежегоднике (АЕ) обозначается буквой М.

Найдем связь между средним и истинным солнечным временем. Пусть S – местное звездное время, t и a – соответственно часовой угол и прямое восхождение среднего экваториального Солнца, t_¤ и a_¤ – соответственно часовой угол и прямое восхождение истинного Солнца.

Тогда можно записать:

Полученная разность часовых углов истинного и среднего экваториального Солнца называется уравнением времени и обозначается буквой h.

Таким образом, если известно m, то можно вычислить m_¤ , используя уравнение времени

Эта разность в течение года бывает положительной и отрицательной. Поэтому в Астрономическом Ежегоднике публикуется всегда положительная величина: уравнение времени плюс 12 h :

Источник

Истинное и среднее солнечное время. Уравнение времени

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями Солнца (точнее, центра солнечного диска) на одном и том же географическом меридиане называется истинными солнечными сутками. За начало истинных солнечных суток на данном меридиане принимается момент нижней кульминации Солнца (истинная полночь).

Время, протекшее от нижней кульминации Солнца до любого другого его положения, выраженное в долях истинных солнечных суток (в истинных солнечных часах, минутах и секундах), называется истинным солнечным временем T_¤.

Истинное солнечное время T_¤ на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу Солнца t_¤,выраженному в часовой мере, плюс 12 h , т.е.

Часовой угол Солнца, когда оно находится над горизонтом и не закрыто облаками, всегда можно измерить непосредственно. В момент верхней кульминации Солнца (в истинный полдень) t_¤= 0 h , и следовательно, истинное солнечное время в полдень всегда равно 12 часам.

Измерение времени истинными солнечными сутками просто, но пользоваться истинным солнечным временем в повседневной жизни так же неудобно, как и звездным. Неудобство возникает потому, что продолжительность истинных солнечных суток — величина непостоянная. Величина запаздывания верхней (и нижней) кульминации Солнца относительно звездного времени в разные дни года различна. Следовательно, различна и продолжительность истинных солнечных суток. Она была бы постоянной, если бы суточное приращение прямого восхождения Солнца было постоянным. Но этого нет по двум причинам:

1) Солнце движется не по небесному экватору, а по эклиптике, наклоненной к небесному экватору на значительный угол e = 23°26′.

2) Движение Солнца по эклиптике неравномерно.

В результате действия обеих причин истинные солнечные сутки, например, 22 декабря, длиннее на 50-51 секунду, чем 23 сентября. Непостоянство продолжительности истинных солнечных суток не позволяет применять их для счета времени на практике.

Истинные солнечные сутки продолжительнее звездных суток примерно на 4 минуты из-за того, что Солнце движется по эклиптике навстречу суточному движению неба.

Чтобы получить сутки постоянной продолжительности, и в то же время связанные с движением Солнца, в астрономии введено понятие фиктивной точки — среднего экваториального солнца. Среднее экваториальное солнце равномерно движется по небесному экватору с постоянной скоростью, равной средней скорости движения Солнца по эклиптике.

Введением среднего экваториального солнца, у которого суточные приращения Da прямого восхождения одинаковы, устраняется непостоянство продолжительности солнечных суток и неравномерность истинного солнечного времени.

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего экваториального солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками или просто средними сутками. Из определения среднего экваториального солнца следует, что продолжительность средних солнечных суток равна среднему значению продолжительности истинных солнечных суток за год.

За начало средних солнечных суток на данном меридиане принимается момент нижней кульминации среднего экваториального солнца (средняя полночь). Время, протекшее от нижней кульминации среднего экваториального солнца до любого другого его положения, выраженное в долях средних солнечных суток (в средних часах, минутах и секундах), называется средним солнечным временем или просто средним временем T_{m .}

Среднее время T_m на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу t_m среднего экваториального солнца, выраженному в часовой мере, плюс 12 h , т.е.

Среднее экваториальное солнце на небе ничем не отмечено, поэтому измерить его часовой угол нельзя, и среднее солнечное время получают путем вычислений по определенному из наблюдений истинному солнечному или звездному времени.

Разность между средним временем и истинным солнечным временем в один и тот же момент называется уравнением времени h. На основании (1.20) и (1.21) уравнение времени

Из последнего соотношения следует:

т.е. среднее солнечное время в любой момент равно истинному солнечному времени плюс уравнение времени.

Таким образом, измерив непосредственно часовой угол Солнца t_¤,определяют истинное солнечное время и, зная уравнение времени h в этот момент, находят среднее солнечное время.

Так как среднее экваториальное солнце проходит через небесный меридиан то раньше, то позже истинного Солнца, разность их часовых углов (уравнение времени) может быть как положительной, так и отрицательной величиной.

Уравнение времени обращается в нуль около 15 апреля, 14 июня, 1 сентября и 24 декабря и четыре раза в году принимает экстремальные значения; из них наиболее значительные около 11 февраля (h = +14 m ) и 2 ноября (h = -16 m ).

Уравнение времени можно вычислить для любого момента. Оно обычно публикуется в астрономических календарях и ежегодниках для каждой средней полуночи на меридиане Гринвича.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник